CAST工艺脱氮影响因素对氨氮去除率的影响

CAST工艺脱氮影响因素对氨氮去除率的影响

CAST工艺脱氮影响因素对氨氮去除率的影响

刘涛

s杜泽臣s张霞2

(1.包头市环境监控与应急指挥中心，内蒙古014060;2.包头市腾顺达工程咨询有限公司，内蒙古014030)

摘要:针对土右旗污水处理站CAST工艺脱氮效果不理想、出水氛氮不达标的现象，对脱氮的主要影响因

素曝气时间、溶解氧(DO)、污泥回流比、排水比进行了试验研究，通过结果分析得出，曝气时间3h,DO 3mg/L,污泥回流比50%,排水比1/3时氨氮的去除率为95%,脱氮效果好，可以达到国家出水排放标准。

关键词：CAST工艺;脱氮影响因素；去除率中图分类号:X703

文献标识码:A

文章编号:2095-672X(2017)01-0091-04

DOI：10.16647/j.cnki.cnl5-1369/X.2017.01.023

Influence of denitrification factors on the ammonia nitrogen removal rate in CAST process

Liu Tao1, Du Zechen1, Zhang Xia2

(1. Baotou city environmental monitoring and emergency command center, Inner Mongolia 014060;

2. Baotou city Tengshunda engineering consulting co., LTD, Inner Mongolia 014030)

Abstract ： In allusion to the phenomenon that the denitrification effect is unideal and the effluent ammonia nitrogen is substandard in the CAST process of wastewater treatment plant in Turned Right Banner sewage treatment station, main influencing factors of denitrifi­cation such as aeration time, dissolved oxygen(DO), sludge reflux ratio and drainage ratio were researched. The analysis results show that the ammonia nitrogen removal rate is 95% and the denitrification effect is favorable when the aeration time is 3h, the DO is 3 mg/L, the sludge reflux ratio is 50%, and the drainage ratio is one-third, and the effluent can meet the national discharge standard.

Key words： CAST process; Denitrification factor; Removal rateCAST工艺是在ICEAS基础上开发出来的一种改

水处理厂，该厂位于包头市萨拉齐镇东南瓦窑滩滞 洪区。该污水处理站主要接纳萨拉齐镇、支柱产业 园区和山格架化工园区产生的生活排水，服务面积 达20km2,可服务近10万人。一期工程设计规模2X 105 m3/d,远期5x 1〇5 m3/d。该项目于2007年10月开 工建设,2009年12月竣工并通过工程验收,2010年4 月投人试运行,2010年10月通过环保验收。

进型SBR循环式活性污泥法工艺[1]。CAST工艺由预 反应区和主反应区构成，在污水处理过程中按进水 曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段循环进行。CAST工 艺具有处理效率高、耐冲击负荷、运行费用低、占地 少、投资省等优点[2]。

1工程概况

土默特右旗污水处理站是土默特右旗第一座污

2试验部分

HUANJ1NGYUFAZHAN

91 ^

环境与发展

监测与分析

JIANCEYUFENXI

2.1试验装置

装置如图1所示，采用铁皮制成，长90cm,宽 30cm,髙40cm，有效水深36cm,总有效容积97.2L。 试验装置分为预反应区和主反应区两部分，预反应 区和主反应区容积比例为1:8,在主反应区和预反应 区底部有小孔相连。在预反应区底端安置一个搅拌 器,主反应区底部设有曝气管和曝气头，曝气量的大 小可以通过曝气设备进行调控。CAST池主反应区的 混合液通过潜水泵回流到预反应区。在出水端设置 有刻度标线，并

自

1.CAST池2.排水口 3.曝气机4.曝气管5.污泥回流泵6.回流

管7.进水池8.进水泵9.进水管

图1 CAST系统示意图

上到下在距有效高度9cm、12cm、

14.4cm处做好标线，分别对应排水比1/4,1/3,1/2.5。 排泥通过曝气时将泥水混合液一起排出，实现排 泥。在试验过程中，进水、曝气、沉淀、排水四个阶段 的时间可根据不同试验要求，由人工自行调节。

2.2试验进水水质

对污水处理厂进水水质连续监测，进水水质情 况如表1所示。

表1污水进水水质

项目范围

平均值

2.3

COD206-410298

B0D595-287190

nh3-n

TP2.3-11.73.11

—迸水-■一出水免见去除率

SS73〜200137

23 〜6853

分析方法

NH3-N的分析方法采用国家规定的标准测定方

法[3]:纳氏试剂分光光度法。

3脱氮影响因素结果与讨论

影响CAST工艺效果的影响因素有许多,如：曝 气时间、DO、污泥回流比、排水比、进水C/N比、污泥 龄SRT、污泥负荷等。定量地去研究分析各个因素对

CAST工艺去除污染物质所产生的作用是提出最优化

取样次数

图1曝气时间对NH3-N去除的影响

如图1所示，曝气2h时，出水氨氮变化范围为5.9~8.6mg/L,平均去除率为84.0%;曝气3h时，出水 氨氮变化范围为5.2~8.0mg/L,平均去除率为87.1%; 曝气4h时，出水氨氮变化范围为4.0~9.5mg/L,平均去 除率为87.2%。不同曝气时间对NH3-N的处理效果 一定的影响,3个阶段内出水的氨氮都能够达标，曝 气3h和曝气4h时的去除效果好于曝气2h阶段。从 节能降耗的方面考虑,建议曝气时间控制在3h〇 3.2溶解氧

DO的控制非常重要,通过对DO的控制可以实

运行控制参数的基础。3.1曝气时间

曝气时间在污水生物脱氮处理过程中有着很重 要的作用，合理的曝气时间，对处理效果和运行成本 又重要的意义[4]。曝气时间试验选取2h，3h，4h。在 试验期间，其他主要参数为:MLSS为2500-3500 mg/

L, SV3。％为 24%~37%，排水比为 1/3, DO 为 3.5~4.5 mg/L〇隔一个周期取一次样，取6个样进行分析。

► 92 HUANJINGYUFAZHAN

现髙效的同步硝化和反硝化，在曝气阶段使主反应 区处于好氧状态进行硝化；同时在活性污泥絮体内 部，DO向其中扩散受到限制而呈现缺氧状态，而浓度 较髙的硝酸盐氮则能很好地渗透到絮体内部进行反 硝化，从而实现同步硝化与反硝化;而且生物除磷也 要求适当控制DO浓度。DO试验选取2 mg/L, 3 mg/

L，4 mg/L三种，曝气时间为3h，其他参数不变，每一

梯度取6组数据进行分析。

9V(80X

皆700 (60)

%％

>im/叢

#

K滅

K

取样次数

图2 DO对NHHV去除的影响

如图2所示，溶解氧为2.0mg/L时，出水氨氮变化

范围为7.1~8.9mg/L，平均去除率为84.7%;溶解氧为 3.0mg/L时，出水氨氮变化范围为6.4~8.0mg/L，平均 去除率为87.6%;溶解氧为4.0mg/L时，出水氨氮变化 范围为6.2~7.0mg/L，平均去除率为88.8%。3种情况 下，出水氨氮都在出水指标范围之内，平均去除率在 溶解氧为3.0mg/L和4.0 mg/L时要好于2.0mg/L。因 此从节能和经济的角度考虑，建议曝气阶段溶解氧 值达到3.0mg/L。3.3污泥回流比

回流具有稳定和调节进水水质和水量波动,改 善进水水质状况，增强系统的抗冲击能力。污泥回 流可以调节预反应区污泥浓度，释放磷，提高脱氮效 率以及抑制污泥膨胀。污泥回流比试验选取无回 流、50%、100% 三种。

十进水+

出水+氨氮去除率

8o

6o8%

(

6%％)/4

o4%« a2%费

-2oK 0%

oM

职祥次数

图3污泥回流比对NHS-N去除的影响

CAST工艺脱氣影响因素对氨氮去除率的影响

如图3所示，无回流时，出水氨氮变化范围为 2.6~5.0mg/L，平均去除率为94.4%;回流比为50%时， 出水氨氮变化范围为1.8~3.3mg/L，平均去除率为 95.5%;回流比为100%时,出水氨氮变化范围为1.2~ 3.5mg/L，平均去除率为95.51在没有回流的情况 下，氨氮的去除率低于有回流的情况，结合经济效益 分析，最佳污泥回流比建议为50%〇 3.4排水比

排水比对CAST工艺等序批式污水处理工艺都

是一个很重要的控制参数，它直接影响整个处理工 艺抗冲击负荷的能力。排水比越小，每个周期的进 水量越小，相应的负荷就会越小,CAST工艺的抗冲击 负荷的能力就越强,出水水质就会更稳定，而且出水 水质也会更佳;反之，排水比越大，每个周期的进水 量越大，负荷也就越大，CAST工艺对水量水质的调节 能力就越弱。但是，排水比过小，池体的容积利用率 就不高，处理进水水量过小，处理效率低，处理成本 上升[5]。试验选取排水比为1/4、1/3、1/2.5,即水位 3 lcm、28cm、25.6cm的情况进行试验。

+

进水—出水+氨氮去除率

1

0o 1(V 8o i3

9OH3 S 6o/5

4o8ow# S

2o7W

OH霜C6g

取样次数

图4棑水比对NHt-N去除的影响

如图4所示，排水比为1/4时，出水氨氮变化范围 为2.4〜4.1mg/L，平均去除率为95.4%;排水比为1/3 时，出水氨氮变化范围为3.6~6.4mg/L，平均去除率为 92.3%;排水比为1/2.5时，出水氨氮变化范围为6.5~

11.3rag/L，平均去除率为85.5%。氨氮的去除率随着 排水比的增大而逐渐减小，但出水都能够达标。可 以看出CAST工艺具有很强的抗冲击负荷能力，因 此，从处理成本和处理效率考虑，在满足出水达标的 情况下，可以适当提高排水比的值。

4结论

HUANJINCYUFAZHAN 93 ^

环境与发展

监测与分析

JIANCEYUFENXI

(1)

曝气时间和溶解氧对氨氮的去除有较大影 [2]

许晓霞,王建中，李少锋等.民乐县污水处理厂CASS

响,3h曝气时间和DO控制在3~4mg/L范围内出水可以稳定达标。

(2) 果。

(3)

工艺设计及运行效果分析[J].河南师范大学学报（自然科学 版），2012,4:74-77.

污泥回流的存在，可以提高氨氮的去除效

[3] 国家环境保护局，《水和废水监测分析方法》编委会.

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随着排水比的减小，处理效果上升，说明了

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[4]

宋桂杰，张韵.CASS工艺中曝气系统节能技术探讨

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[5]

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水比，处理水量就少，污水处理厂运行起来就不经济。参考文献

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收稿日期= 2016-12-26

作者简介:刘涛(1980-),男，中级工程师，主要从事环境 应急与监控和对污染企业的监察工作.

(上接90页）

叠加，实现多模型、全过程的协同分析[8]。

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刘丽，刘清，王体健,朱小祥.贵州生态环境的遥感调

4结论

本文以地表环境监测的主被动遥感数据协同处

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[5]

叶宝莹，白中科，包妮沙.矿区土地复垦遥感动态监

理框架作为切人点，对地表参数反演与关联方式进 行探讨。从而得出：主被动遥感数据的协同方式主 要是以光学数据作为利用手段，以地表环境作为主 要监测目标，以协同作业的形式进行目标识别，实现 了地表环境的多角度分析。参考文献

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作者简介:潘伟(1981-),男，汉族，江苏泰兴人，工程师,

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本科，主要从事环境监测、环境信息管理与研究.

源监测分析若干关键技术及其应用[A]. 2014工程测量分会

► 94 HUANJINGYUFAZHAN